ИСТИНА

Нелинейно-оптическое взаимодействие света с веществом чаще всего описывается в рамках модели, в которой световая волна определяется с помощью классических уравнений Максвелла, а вещество – с точки зрения квантовой теории. В то же время, как было показано в ряде теоретических работ, при учете квантовой природы света возникает ряд фундаментальных эффектов, связанных с влиянием квантовых флуктуаций электромагнитного излучения на нелинейно-оптические процессы. Экспериментальное наблюдение такого рода эффектов до недавнего времени было ограничено рядом технических трудностей, а именно сложностью получения неклассического света с достаточной для нелинейно-оптических эффектов интенсивностью. Одним из наиболее эффективных способов получения неклассического света с большим числом фотонов на моду является параметрическое рассеяние, позволяющее реализовать свет с неклассической статистикой, в том числе - состояние яркого сжатого вакуума, не имеющего классических аналогов и состоящего только из квантовых флуктуаций. В этом случае возможно получение неклассического источника света, яркость которого достаточным для наблюдения эффектов генерации оптических гармоник и прямого изучения влияния квантовых флуктуаций на нелинейно- оптические процессы. Методологически, перспективным направлением является использование спектральных и корреляционных свойств параметрического рассеяния для развития высокочувствительных методов линейной и нелинейной спектроскопии. Данный проект направлен на изучение фундаментальных особенностей генерации оптических гармоник от флуктуирующего неклассического источника света, полученного в результате параметрического рассеяния. Планируется выполнить экспериментальные и теоретические исследования нелинейно-оптических эффектов (генерации второй, третьей и четвертой оптических гармоник) в поле параметрического рассеяния света с различной статистикой, соответствующей когерентному, тепловому излучению, а также чисто квантовому состоянию яркого сжатого вакуума. Важной задачей в контексте данной тематики, имеющей и несомненный самостоятельный интерес, является полное описание спектральных и статистических свойств данного неклассического источника, в том числе и теоретическое с использованием формализма мод Шмидта. Будет экспериментально выявлена роль резонансных свойств нелинейной среды в эффективности генерации оптических гармоник от света с разными статистическими свойствами. Насколько нам известно, аналогичные исследования до настоящего времени не проводились.

The nonlinear optical interaction of light with a matter is most often described in the framework of a model in which a light wave is determined using the classical Maxwell equations, and the matter is described in terms of view of the quantum theory. At the same time, as was shown in a number of theoretical papers, when taking into account the quantum nature of light, a number of fundamental effects can arise because of the effect of quantum fluctuationsof electromagnetic radiation on nonlinear optical processes. Experimental observation of such effects until recently was limited by a number of technical difficulties, first of all by the difficulty of obtaining a non-classical light with the intensity sufficient enough for the observation of nonlinear-optical effects. One of the most effective ways of obtaining nonclassical light with a large number of photons per mode is parametric scattering, which makes it possible to realize light with nonclassical statistics, including the state of a bright squeezed vacuum that does not have classical analogs and consists only of quantum fluctuations. In this case, it is possible to obtain a nonclassical light source whose brightness is sufficient to observe the effects of optical harmonic generation and direct study of the effect of quantum fluctuations on nonlinear optical processes. Methodologically, a promising direction is the use of spectral and correlation properties of parametric scattering for the development of highly sensitive methods of linear and nonlinear spectroscopy. This project is aimed at studying the fundamental features of the generation of optical harmonics from a fluctuating nonclassical light source obtained as a result of parametric scattering. It is planned to perform experimental and theoretical studies of nonlinear optical effects (generation of second, third, and fourth optical harmonics) in the field of parametric light scattering with different statistics corresponding to coherent, thermal radiation, as well as the purely quantum state of a bright squeezed vacuum. An important task in the context of this problem, which also is of undoubted interest, is a complete description of the spectral and statistical properties of this nonclassical source, including the theoretical one, using the Schmidt mode formalism. The role of resonance properties of a nonlinear medium in the efficiency of generation of optical harmonics from pump radiation with various statistical properties will be experimentally revealed. To the best of our knowledge, similar studies have not been carried out to date.